Ім'я файлу: Практична-ЛСЗ №1.docx
Розширення: docx
Розмір: 52кб.
Дата: 13.12.2021
скачати



Київський коледж зв’язку

Розглянуто Затверджено

цикловою комісією ІСЗІ заступник директора з УВР

___________Л.О.Харлай _________ О.Ю.Коновалов

«_22__»_вересня___2020р. «_22__»_вересня__2020р.

Лабораторія: Волоконно-оптичні лінії зв’язку

Предмет: Лінії передавання

Практична робота № 1
Параметри направляючих систем

Електричні характеристикі симетричних ліній передачі

Симметричні лінії передавання


Розробив викладач:

В.М.Бобарчук

Параметри направляючих систем

Симметричні лінії передавання
Електричні характеристики ліній зв’язку

Параметри передачі направляючих систем на основі мідних провідників.

Норми основних параметрів лінійних ланцюгів.

Практична робота №1
1.Назва практичної роботи № 1:

Розрахунок електричних характеристик направляючих систем передачі.
2. Мета роботи:

Розрахувати електричні параметри симетричних та коаксіальних кабелів зв’язку
Теоретичні відомості
Основними характеристиками, що визначають величину струму та напруги у будь-якому місці ланцюга є чотири первинних параметри:
Первинні параметри


  • опір провідників, R

  • ємність,

  • індуктивність

  • провідність ізоляції,


Всі показники віднесені до довжини ланцюга в один кілометр.
Другорядні параметри



  • коефіцієнт загасання,

  • коефіцієнт фази (коефіцієнт розповсюдження),

  • хвильовий опір

  • швидкість розповсюдження.


Всі показники віднесені до довжини ланцюга в один кілометр.

Первинні параметри

1. Активний опір- це повний активний опір, який долає змінний струм , проходячи по ланцюгу кабелю. Визначається в омметрах двохпровідного ланцюга довжиною 1 км на частоті до 5000 Гц:

Активний опір складається: R=R0+Rп.е.+Rе.б.+Rм,

R=Ro+R



R = Rп.е.+Rе.б.+Rм,

Ro-опір ланцюга постійного струму

R -додатковий опір

R0=ρ=ρ ом/км.

  • ρ- питомий опір ом*мм2/м; для міді 00175. алюмінія 0.0291

  • d- діаметр провідника мм.

  • l-довжина проводу км

  • s- переріз провода мм2

R -додатковий опір, який визначає втрати енергії, що передається

по кабельному ланцюгу для змінного струму

Rп.е. - опір за рахунок поверхневого ефекта

Rбл - опір за рахунок ефекта близькості

Rм - опір за рахунок втрат енергії в металевих частинах кабелю (сусідніх жилах, оболонці і т.д.)

2.Робоча ємність між провідниками – це повна або виміряна ємність, яка завжди більша часткової ємності. Під час розрахунку параметрів кабеля найбільш використовується робоча ємність, яка визначається по формулі:



C = мф/км ;

- відносна діелектрична проникнисть ізоляції жил;

- коефіцієнт укрутки провідників, який дорівнює 1,02

- поправочний коефицієнт, який характеризує відстань провідників від заземленої оболонки;

;

d0 –діаметр провідника

d1- діаметр ізольованої жили провідника;

d2- діаметр групи;

      • для двійкової групи d2=1,65 d1

      • для зіркової групи d2=2,4 d1

a - відстань між вісями двох провідників

  • для зіркового ланцюга а=1,41 d1

  • для двохпровідного ланцюга а=d1


3. Індуктивність (L) двохпровідного ланцюга розраховується по формулі:
L=(ln +1)*10-4 Гн/км

4.Провідність ізоляції

G= G0+G

G- провідність ізоляції змінного струму G=ω C tgδ

G0- провідність постійному струму. G0=1/

-опір ізоляції дорівнює:

  • 2000 МОм/км (для місцевих кабелів зв’язку) дорівнює

  • 10 000 МОм/км (для кабелів далекого зв’язку)

tgδ-тангенс кута діелектричних втрат

ω-кругова частота

G= +ω C tgδ См/км.

В сучасних кабелях зв’язку G0- провідність постійному струму за рахунок

недосконалості ізоляції має маленьку величину, тому у розрахунках

використовують наступну формулу:
G= ω C tgδ
Теоретично усі параметри залежать від температури, Але найбільше залежить опір, він розраховується по формулі: Rt=R20[1+αR(t-20)]



Первинні та вторинні параметри залежать від частоти:

первинні параметри опір (R) та провідність ізоляції (G) зростають під час зростання частоти, ємність (С) не змінюється, а індуктивність (L) зменшується під час зростання частоти.


Опір ізоляції та індуктивність ланцюга симетричного кабеля залежить від частоти струму. В більшій мірі від частоти залежить опір. При проходженні по ланцюгу струму високої частоти в середині кожного провідника виникає вихрьовий струм, який концентрується в середині провідника по траекторіях схожих на елепс.

Поверхневий ефект. Напрямок вихрьового струму на поверхні провідника завжди співпадає з напрямком струму передаючого по провіднику, а в середині має протилежний напрямок, що приводить до витиснення струму на поверхню. В наслідок цього активний опір провідника зростає.

В симетричних ланцюгах в наслідок наявності електро–магнітного поля виникає вихрьовий струм у сусідніх ланцюгах та навколишньому середовищі – це призводить до розсіювання частини енергії у вигляді втрат на тепло.

Під дією змінного струму виконується перерозподіл електромагнітної енергії в перерізі провідників, при цьому спостерігається: поверхневий ефект, ефект близькості сусідніх провідників, вплив на параметри ланцюга навколишніх металевих мас. В симетричних ланцюгах діють усі три фактори одночасно. В повітряних лініях, де відстань між провідниками значна відносно їх розмірів, необхідно враховувати лише поверхневий ефект.

У коаксіальних кабелях, які є закритою системою, не враховують дію навколишніх металевих мас. За рахунок вказаних явищ виконується перерозподіл електромагнітного поля та змінюються параметри ланцюга.

Активний опір R та ємність С зростають, а індуктивність L– зменшується.
Для симетричних кабелів з урахуванням усіх ефектів параметри визначаються по формулам:

1.Активний опір

Ом/км

де λ - коефіціент враховуючий збільшення довжини провідників за рахунок скрутки, коливається в межах 1.02 ....1.07;

p - коефіціент враховуючий втрати на вихрьовий струм в інших провідниках групи;

  • при парній скрутці p=1,

  • при зірковій скрутці p=5,

  • при подвійній парній p=2.

a - відстань між осями провідників а=1,41d1

d1- діаметр ізольованої жили в мм;

Для кабелів типу МКС значення d1 визначаються по формулі:





Для кабелів ЗКП, КСПП значення d1=d+2b

Де товщина ізоляції b, при розрахунках приймати для кабелів типу:

ЗКП b=1,1 мм

КСПП с діаметром жили 0,9 мм, b=0,7 мм КСПП с діаметром жили 1,2 мм, b=0,8 мм


  • G(kr) - враховує втрати з урахуванням ефекту близькості;

  • F(kr) -коефіціент враховуючий втрати в провіднику на вихрьовий струм

  • H(kr) - враховує втрати повторюючого ефекту близькості;


Ці значення F(kr), G(kr), H(kr), Q(kr)- коефіцієнти, які враховують втрати в провідниках за рахунок поверхневого ефекту, ефекта близькості та повторного ефекта близькості. Визначаються із таблиці, в залежності від (kr), котрий розраховується по формулі:



f- частота струму Гц

Таблиця 1.1

kr
F(kr)
G(kr)
H(kr)
Q(kr)

0
0
(kr)4/64
0.0417
1

0.5
0.000326
0.000975
0.042
0.9998

1.0
0.00519
0.01519
0.053
0.997

1.5
0.0258
0.0691
0.092
0.937

2.0
0.0782
0.1724
0.169
0.961

2.5
0.1756
0.295
0.263
0.913

3.0
0.318
0.405
0.348
0.945

3.5
0.492
0.499
0.416
0.766

4.0
0.678
0.584
0.466
0.686

4.5
0.862
0.669
0.503
0.616

5.0
1.042
0.755
0.530
0.556

7.0
1.743
1.109
0.596
0.400

10.0
2.799
1.641
0.643
0.286

>10.0
(
(kr-1)8
0.750
2kr


R0- електричний опір ланцюга постійного струму, який розраховується ;

R0=ρ=ρ

  • ρ- питомий опір ом*мм2/м; для міді 00175. алюмінія 0.0291

  • d- діаметр провідника мм.

  • l-довжина проводу км

  • s- переріз провода мм2



Rм - опір в наслідок втрат в сусідніх группах та металевих массах оболонки, на частоті 200 кГц

Rм=Rм200

f- частота струму кГц

2.Індуктивність ланцюга. (L) Гн/км
Вона складається з внутрішньої та зовнішньої L=Lзв+Lвн;

Lзв=4 ln10-4;

Lвн=2La=μQ(kr)10-4

L=[4ln+μQ(kr)]10-4 Гн/км.

Q(kr)-коефіцієнт, який враховує витеснення магнітного поля з провідника за рахунок поверхневого ефекту, визначається в залежності від kr із таблиці 1.1.

r-радіус провідника в мм.

4.Зміст звіту

    1. Назва практичної роботи

    2. Висновки по роботі

    3. Використовуючи методичний матеріал зробити розрахунки первинних та вторинних параметрів на вказаній частоті, згідно варіанту:


Для симетричних кабелів


варіант

кГц

Марка кабелю


tgδ*10-4

Rм200

1
100
МКСГ-1*4*1,2
1,2
7
22

2
250
ЗКПАШП -1*4*1,2
2,1
8
8,1

3
150
МКСА ШП -4*4*1,2
1,3
9
12,7

4
550
МКСК-4*4*1,2
1,9
20
21,5

5
250
КСПЗП-1*4*1,2
1,9
8
8,1

6
100
ЗКПАШП -1*4*1,2
1,9
8
8,1

7
250
МКСА ШП -4*4*1,2
1,3
12
12,7

8
100
КСПЗП-1*4*1,2
2,0
6
8,1

9
200
МКСБ-1*4*1,2
1,2
10
22

10
500
МКСА ШП -4*4*1,2
1,2
18
12



5. Контрольні запитання:

  1. Вкажіть як змінюються параметри передачі при змінюванні частоти струму, від яких причин залежать ці зміни?

  2. За рахунок яких явищ виконується перерозподіл електромагнітного поля та як змінюються параметри ланцюга?

  3. Дати визначення та пояснити явище «Поверхневого ефекту».


6. Література : И.И. Гроднев «Линейные сооружения связи»
скачати

© Усі права захищені
написати до нас